مطالعه مقايسه اي فشار ميان شكست پوش سنگ ضمن تزريق گازهاي دي اكسيدكربن و نيتروژن

بعد از انقلاب صنعتی و افزایش روزافزون غلظت دی اكسید كربن در اتمسفر و نیز پیامدهای نامطلوب ناشی از آن، پژوهشگران همواره به دنبال تكنیكی جهت كنترل و كاهش غلظت گازهای موجود در محیط بوده اند كه جداسازی و دفع دی اكسید كربن حاصل این تحقیقات است و اكنون جایگاه خود را به عنووان یكی از تكنولوژی های جدید مهندسی در خدمت به محیط زیست یافته است. برای این منظور، پس از مطالعات كافی و انتخاب یك مخزن مناسب، تزریق CO2 به مخزن را در شرایط عملیاتی طراحی شده، انجام می دهند. از عوامل موثر در این زمینه، عدم نشتی و توانایی نگهداری پو سنگ، به عنوان لایه نگهدارنده مخزن است كه وظیفه آن ممانعت از فرار CO2 محبوس در مخزن در یك بازه زمانی بلند مدت است. فشار میان شكست از پارامترهای مهم در ارزیابی پیوستگی پوش سنگ و بررسی امكان نشتی CO2 از آن می باشد. بر این اساس، هدف از این پروژه كه مدعی اولین كار آزمایشگاهی صورت گرفته در ایران، جهت مطالعه روی پوش سنگ به منظور جداسازی و دفع دی اكسید كربن در سازندهای زیرزمینی است، اندازه گیری و مطالعه فشار میان شكست پوش سنگ می باشد. لذا ابتدا نمونه های سنگ از انیدریت سازند گچساران و شیل و مارن سازندهای گورپی و كژدمی، تهیه شدند. پس از اشباع و تعیین تراوایی مطلق آب نمك نمونه ها، فشار میان شكست آن ها (با استفاده از روش استاندارد افزایش مرحله ای فشار) اندازه گیری شد. آنچه كه در این مقاله مدنظر است، مقایسه نتایج اندازه گیری فشار میان شكست پوش سنگ ها ناشی از تزریق دو گاز متفاوت دی اكسید كربن و نیتروژن در جهت درك بهتر ارتباط میان شكست با یكپارچگی ژیومكانیكی پوش سنگ است.

After the industrial revolution and unfavorable increment in the concentration of carbon dioxide in the atmosphere, researchers are always looking for some methods to control and reduce the concentration of this greenhouse gas. Capture and storage of carbon dioxide is the achievement of these researches as one of the new technologies for salvaging the natural environment. For this purpose, after a relatively complete survey and choosing a suitable reservoir, the design of the CO2 injection into the formation have to be done at the reservoir operating conditions. Integrity of the cap rock as a sealing layer is one of the most important factors in this technique and breakthrough pressure is an essential parameter in evaluating the integrity of the cap rock and the possible leakage of the CO2. This project is the first experimental work in Iran, in order to investigate the cap rock integrity for carbon dioxide sequestration and its purpose is measuring breakthrough pressure and studying the cap rock leakage. At the first step, the rock samples (anhydrite, marl and shale cores of Gachsaran, Gurpi and Kazhdumi formations in Iran) were prepared. After brine saturating of the samples, absolute permeability and breakthrough pressure (using the step by step (standard) approach) were measured and finally for a better understanding of the problem state, the results of the carbon dioxide were compared to nitrogen. In these CO2 injection tests, the maximum breakthrough pressure was 30 MPa for anhydrite saturated core of Gachsaran and the minimum recorded pressure was 1.5 MPa for Shale unsaturated core of Gurpi formation.